本文作者分析零电压的产生原因
，沉点分析极片毛刺导致电池零电压的景象
，以正确找到短路的原因
，精准解决此问题
，更好地理解出产过程中极片毛刺管控的沉要性
。

1 尝试

1.1 电池造备

尝试电池以镍钴锰酸锂资料（NCM111）作为正极活性物质
。将正极活性物质、导电剂SP 炭黑、黏结剂聚偏氟乙烯PVDF和溶剂NMP依照质量比66∶2∶2∶30搅拌
，造成浆料
，涂覆在15μm厚的涂碳铝箔上
，单面涂覆量为270g/m2
。将正极极片搁置在温度(120±3)℃的烤箱中干燥24h
，辊压后,极片的压实密度为3.28g/cm3
。

以钛酸锂资料Li4Ti5O12作为负极活性物质
。将负极活性物质、导电剂SP炭黑、黏结剂PVDF和溶剂NMP依照质量比52∶2∶2∶44搅拌
，造成浆料
，涂覆在15μm厚的涂碳铝箔上
，单面涂覆量为214g/m2
。将负极极片搁置在温度(110±3)℃的烤箱中干燥24h
，辊压后
，极片的压实密度为1.85g/cm3
。干燥后的极片经分切后
，极片宽度（136.0±1.0）mm
，极片毛刺不超过12μm
。

以1mol/L LiPF6/EC+EMC+DMC（体积比1∶1∶1）为电解液
，20μm厚的聚乙烯(PE)多孔隔阂为隔阂
，造备66160型电池
，容量设计为45Ah
。卷绕组装后
，将铝壳顶盖焊封
，将尝试电池搁置在温度(85±3)℃的烤箱中
，干燥24h
，再向电芯注液
，注液量均为200g
。注液后的电池在常温下静置72h
，静置实现后
，对所有尝试电池进行开路电压(OCV)测试,纪录电池内阻和电压
。

化成前的零电压电池
，充电后
，毛刺熔断
，零电压不再出现
。对该电池进行正；闪鞒滩馐
，化成工艺如下：①高温箱温度达到120℃后
，搁置120min；②1.0C恒流充电至截止电压2.8V后
。转恒压充电,充电截止功夫2h；③搁置10min；④1.0C恒放逐电至截止电压1.5V后
，转恒压放电
，放电截止功夫2h；⑤搁置10min；⑥沉复②到⑤步骤3次；⑦1.0C恒流充电
，充电功夫0.7h
，再以2.3V恒压充电
，截止电流 0.45A
。对化成后的电池进行自放电测试
。选取测试静态电压的步骤
，测试电压时长不少于两个月
。电池在常温(25±5)℃下静置24h后
，进行开路电压测试并纪录
。电池持续在常温下静置
，一个月、两个月后
，再次进行开路电压测试并纪录
。

1.2 充电测试

用互换内阻测试仪进行内阻和电压分析
。用5V-50A高精度电池机能检测系统进行充电机能测试
。对注液后静置实现的电池进行电压测试时,短路电池的电压为0
，即为零电压电池
。对零电压电池进行充电测试
。在环境温度(25±3)℃下
，选取1A、2A和3A等分歧电流充电,充电实现后,观察电池电压的变动情况
。依照电流从幼到大、功夫由短到上进行尝试,充电功夫别离设置为5s、10s、25s
。

1.3 自放电测试

选取二次元测试仪进行极片毛刺分析
。用互换内阻测试仪进行内阻和电压分析
。用5V-50A高精度电池机能检测系统测试电机能
。用高温箱节造电池温度
。

2 了局与会商

2.1 化成前电池电压对比

1A、2A充电过程中及终场充电后的电池电压见图1
。从图1可知
，零电压电池可近似看作内部存在毛刺短路
。该电池可接受1min内2A以下电流的测试
。当充电电流为1A、2A时
，由于内部存在毛刺导致的短路
，电压达到一个不变值后不再变动；当终场充电后
，电压急剧复原到0
。

持续增大充电电流,将充电电流改为3A
，充电功夫别离设置为5s、10s、25s
，电池的充电测试曲线见图2
。

从图2可知
，当充电电流达到3A时
，电池在5s和10s充电功夫下
，电压状态与1A、2A充电类似
。持续耽搁充电功夫
，当充电功夫超过10s后
，电压缓慢上升；当充电功夫达到20s后
，电压急剧上升
，充电终场后
，电压缓慢降落
，短功夫内没有出现之前的零电压景象
。由充电过程中电压变动的快率可知
，此时
，电池内部的毛刺已因充电产生的热量产生了热熔断
。毛刺熔断之前
，在充电起头后的10~20s内
，电压出现一个缓慢上升的阶段
。20s后
，毛刺熔断
，此时电池电压出现急剧上升
。终场充电后
，电池电压缓慢降低
。毛刺熔断后
，金属杂质依然残留在电池内部
，导致自放电快于正常电池
。对该电池进行正；珊
，测试自放电快率
。

尝试拔取的电池依照1.3节化成工艺进行充放电
，步骤⑦实现后
，电池荷电状态(SOC)约为80%
。在常温下对电池进行自放电测试
，并拔取正常电池和同批蕴含杂质电池进行对比
，测试数据见表1
。

从表1可知
，毛刺导致的电池自放电景象的确存在
，影响了电池的荷电维持能力
。选取充电电流分析自放电异常的原因
，可直观地反映出造作过程中极片毛刺的异常情况
，注明在出产过程中应进一步加强工艺节造要求
，实时守护刀具,保障电池的机能
，削减安全隐患
。毛刺熔断后
，极片内部仍存在金属杂质
。丈量电池分容后的自放电数据可知
，正常电池常温下静置一个月后
，电压降低约7mV
，两个月后
，电压降低约10mV
，注明毛刺过大电池的自放电率大于正常电池
。结合化成前的电压和分容后的自放电数据分析可知
，毛刺过大
，将导致电池荷电维持机能出现异常
。电池极片存在的毛刺不会齐全隐没
，将持久影响电池的机能
。

3 结论

电池造作过程中
，节造极片毛刺大幼是一项关键参数
。毛刺导致短路后
，电池在注液后的电压为0
。对毛刺引发的短路电池进行幼电流充电
，会出现电压恒定不变的景象
，当电流达到毛刺熔断值后
，电池内部存在金属杂质
，会持续影响电池的自放电
，自放电率大于正常电池
。该步骤能够鉴别电池造作过程中毛刺引发的电池短路
，从而领导在电池出产过程中
，加强对分怯注模怯注卷绕设备进行排查
，预防大批量不合格电池的产生
。

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